Режимы тепловлажностной обработки

Полный цикл процессов твердения изделия t после его формования и до выдачи на стройку складывается в самом общем случае из целого ряда технологических временных промежутков, в каждый из которых протекают массообменные, гидродинамические, химические и другие виды процессов.

На рис. 2 представлен график температурных режимов тепловлажностной обработки с нанесением всех возможных периодов твердения бетонных изделий.

Технологический цикл тепловой обработки может включать следующие периоды, представленные на графике:

1. – время предварительной выдержки изделий перед тепловлажностной обработкой, ч;

2. – время подогрева изделий с заданной скоростью подъёма температур от температуры t_заг до температуры изотермической выдержки в о времени нагрева , ч;

3. – время изотермической выдержки во времени нагрева при температуре , ч;

4. – время подогрева изделий с заданной скоростью подъёма температур от температуры до температуры , ч;

5. – время изотермической выдержки изделий при максимальной температуре , ч;

6. – время охлаждения изделий с заданной скоростью от температуры до температуры , ч;

7. – время изотермической выдержки во времени охлаждения при температуре , ч;

8. – время охлаждения изделий с заданной скоростью от температуры до температуры выгрузки изделий , ч;

9. – время выгрузки изделий из тепловой установки, ч;

10. – время последующей выдержки изделий вне тепловой установки до выдачи на строительные площадки, ч;

11. – время нагрева изделий, ч;

12. – время охлаждения изделий, ч;

13. – время подачи пара в тепловую установку, ч;

14. – время подачи воздуха в тепловую установку, ч;

15. – время тепловлажностной обработки изделий в тепловой установке, ч;

16. – время цикла работы пропарочной камеры периодического действия, ч;

17. – время изготовления изделий, ч.

Во время предварительной выдержки изделий в теле бетона зарождаются многочисленные структурные новообразования. После формования интенсивный нагрев изделий может привести к нарушению качества производимой продукции за счёт преждевременного создания и уплотнения структурной оболочки вокруг цементных зерен. Это явление приводит к замедлению и прекращению реакций между минералами вяжущего и водой, к снижению прочностных показателей изделий и большому недоиспользованию реакционной способности цемента. Необходимое время предварительной выдержки изделий оценивается от времени затворения смеси до момента начала схватывания вяжущего и практически составляет от 1,5 до 5 ч в зависимости от качества вяжущего и водоцементного отношения.

Период можно сократить путём введения различного рода ускорителей схватывания вяжущего.

Имеется возможность полного отказа от времени при условии формования жестких бетонных смесей в герметично закрывающиеся формы.

Выбор оптимальных режимов тепловлажностной обработки основывается на полной увязке взаимодействия технологических и теплотехнических процессов.

Учёт влияния реакционной способности вяжущего и состава бетонной смеси на выбор режима тепловлажностной обработки основывается на следующих важных позициях:

1. Согласно проведённых исследований относительная прочность образцов прошедших тепловлажностную обработку через 28 суток по отношению к прочности образцов, твердеющих в естественных условиях, составляет:

– для бетонов на портландцементе 80 ¸ 105 %;

– на пуццолановом портландцементе 90 ¸ 115 %;

– на шлакопортландцементе 110 ¸ 140 %.

2. Наибольшее снижение прочности наблюдается у бетонов на цементах с содержанием алюминатов более 8 %;

3. Тепловлажностная обработка бетонных изделий на глиноземистом цементе недопустима;

4. Пластифицированный и гидрофобный портландцементы можно прогревать лишь после тщательной экспериментальной проверки в условиях, соответствующих производственным;

5. Тепловлажностная обработка бетонов на высокоактивных цементах марки 400 и выше производится в камерах с паровоздушной средой при температуре 60 ¸ 80 °С и при относительной влажности 90 ¸ 100 %. Пропаривание их в чисто паровой среде при 100 °С и выше должно оправдываться предварительными технико-экономическими расчётами. В частности, нагрев до 100 °С целесообразен для тонкостенных жестких бетонных изделий на высокомарочных цементах в прокатных станах, где период тепловой обработки должен быть сокращен до минимума. Пропаривание при температурах 100 °С, т. е. в среде чистого насыщенного пара, наиболее эффективен для бетонов на медленно твердеющем в обычных условиях шлакопортландцементе, на низкомарочных портландцементах и пуццолановых портландцементах. Повышение температуры пропаривания для одной и той же смеси с 60 до 100 °С приводит к сокращению общей продолжительности цикла тепловлажностной обработки примерно вдвое. Увеличение жесткости бетонной смеси обычно сокращает сроки пропаривания в 1,5 ¸ 2 раза.

Скорость нагрева и скорость охлаждения изделий зависит от пластичности бетонной смеси. Использование жестких смесей позволяет сократить время цикла тепловлажностной обработки в большей степени при низких температурах порядка 60 °С и в меньшей степени при высоких температурах порядка 95 ¸ 100 °С.

Введение дополнительного времени изотермической выдержки в периоде нагрева способствует устранению деформаций в материале при твердении. Время обычно вводят в технологический цикл автоклавных установок. В безнапорных камерах подъём температуры осуществляют без времени с постоянной допустимой скоростью.

Время изотермической выдержки при максимальной технологический температуре в основном зависит от жесткости бетонной смеси и от температуры . При атмосферном давлении и невысоких температурах до 60 °С, при использовании пластичных подвижных бетонных смесей время изотермической выдержки может доходит до 18 ¸ 20 ч, а для жестких смесей это время снижается в два раза. Повышение температуры от 60 до 100 °С для жестких смесей сокращает этот период еще в 4 ¸ 5 раз, доводя его до двух часов. При автоклавной обработке и повышении рабочего давления до 1,6 ¸ 2,5 МПа и температуры порядка 150 ¸ 200 °С, как нагрев изделий, так и изотермическая выдержка могут происходить в течение достаточно короткого времени, что, дает возможность сократить время тепловой обработки до 6 ¸ 8 ч.

Замедленное снижение температуры во время охлаждения позволяет уменьшить деформационные напряжения в материале. Быстрое снижение вызывает большой градиент температуры по толщине изделий. В результате этого внутри изделий температура оказывается значительно выше, чем снаружи, что способствует интенсивной миграции влаги с образованием в материале длинных открытых каналов.

В пропарочных камерах после необходимого набора прочности структуры бетона и выравнивания температуры в изделии период охлаждение может идти с более высокой скоростью 25 ¸ 50 град/ч по автоматически регулируемому режиму. Такой режим создается вентиляционной системой обеспечивающей присос свежего воздуха и удаление отработавшей паровоздушной смеси из внутреннего объёма камеры. Допустимая скорость охлаждения изделий несколько возрастает с увеличением жесткости бетонной смеси и уменьшается с увеличением толщины изделия. Наибольшая допустимая скорость – 60 град/ч характерна для изделий особо жестких, толщиной до 100 мм, наименьшая – 24 град/ч характерна для изделий 400 мм и более изготовленных из пластичных бетонных смесей.

Тепловлажностная обработка изделий в герметично закрытых формах позволяет предохранить бетон от значительных потерь влаги и произвести тепловлажностную обработку обработать его средой, созданной испаряющейся из него влагой. Малые размеры герметичной формы обусловливают быстрое заполнение свободного объёма выделяющимся паром и относительно равномерный прогрев всей массы бетона по принципу самопропаривания, что повышает конечные качества изделия.

Охлаждение изделий ведётся до достижения ими температуры разность которой с температурой окружающей среды в которую выгружаются изделия не превышала бы 40 °С. Время выгрузки зависит от средств механизации имеющихся на данном предприятии и обычно не превышает 2 ¸ 2,5 часов.

Поиск по сайту: